JP3843752B2 - ステアリング用ダイナミックダンパ - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、自動車のステアリングコラムやステアリングホイールに装着されてステアリングホイールの振動を低減するステアリング用ダイナミックダンパに関するものである。
【0002】
【背景技術】
自動車におけるステアリングホイールは、自動車の運転に際して、常時、運転者が直接に手で握っている部分であって、運転者は、ステアリングホイールの微振動に対しても敏感に知覚し得ることから、ステアリングホイールにおける振動は、自動車の乗心地に大きな影響を与えることとなり、自動車においては、従来から、ステアリングホイールの防振が重要視されている。
【0003】
そして、従来から、ステアリングホイールの振動を低減するための一つの方策としてステアリングホイール等にダイナミックダンパを装着した構造が提案されており、かかるダイナミックダンパによって構成された副振動系の固有振動数を、ステアリング系の固有振動数にチューニングすることによって、ステアリングホイールの振動低減が図られている。
【0004】
ところが、本発明者等が詳細に検討したところ、特に近年の自動車においては、従来のようにダイナミックダンパを装着するだけでは、必ずしも有効な防振効果が実現され得ないという現状が明らかとなったのである。
【0005】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、ステアリングホイールにおける振動低減効果が、一層有利に且つ安定して発揮され得る、新規な構造のステアリング用ダイナミックダンパを提供することにある。
【0006】
【解決手段】
すなわち、前述の如き問題に関して、本発明者等が、近年の自動車のステアリング系について鋭意検討したところ、近年では、操舵感の向上等のためにステアリングホイールにおける強度部材の材質が、従来の鉄系金属からアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属に変化してきており、それに伴って、ステアリング系の固有振動数が高周波数域に移行していることが明らかとなった。
【0007】
そして、本発明者等が、更に検討を加えたところ、近年では、燃費向上等の傾向から、自動車の内燃機関におけるアイドリング回転数が低下してきており、それに伴って、停車状態下でステアリング系に対して加振力として作用するアイドリング振動の周波数域が、低周波数域に移行していることが明らかとなった。
【0008】
また一方、従来構造の鉄系金属の強度部材からなるステアリングホイールを備えた自動車について検討してみると、一般に、ステアリング系の固有振動数が、20〜30Hz程度となっており、この周波数域が、従来の一般的な自動車におけるアイドリング周波数域に略一致しているという事実も明らかとなった。
【0009】
そして、これらを総合的に考察してみると、従来構造のステアリング系では、単一のダイナミックダンパを装着せしめて、かかるダイナミックダンパの固有振動数をステアリング系の固有振動数にチューニングすることによって、アイドリング振動周波数域を含んでステアリング振動が有効に低減されていたものが、近年では、ステアリング系の構造上の変化だけでなく、パワーユニット系の変化までもが影響して、結果的に従来構造のダイナミックダンパでは、必ずしも有効な制振効果が発揮されない状態となっている。特に、ステアリング系の固有振動数を基準としてチューニングした従来構造のダイナミックダンパを装着した場合には、ダイナミックダンパのチューニング周波数(ステアリング系の固有振動数)を挟んだ低周波側と高周波側で、それぞれ、振動レベルが反対に悪化してしまう周波数域が新たに発生することとなり、ステアリング系固有振動数より低周波数域に存在するアイドリング振動周波数域では、かかるダイナミックダンパの装着によって、反対に、ダイナミックダンパを装着しない状態よりも悪化してしまうことも明らかとなった。これらのことから、特に、近年の自動車のステアリング系における振動状態の悪化の傾向を理論付けることが出来たのである。
【0010】
しかも、本発明者等が、更に検討したところ、近年、多くの自動車が採用するに至ったチルトステアリング機構等のステアリングホイールの位置調節機構により、ステアリングホイールの設定位置を変化させることに伴ってステアリング系の固有振動周波数が変化する場合があり、その設定状態によっては、予め装着されているダイナミックダンパのチューニング周波数から外れてしまい、それによって、ステアリングホイールの振動を悪化させることも明らかとなった。
【0011】
そして、本発明者等は、このような検討によって見い出し得た新たな知見に基づいて、特に近年のステアリングホイールの振動に関する新たな問題を解決することを目的として、本発明を完成し得たのである。
【0012】
ここにおいて、本発明の第一の態様は、自動車のステアリングコラムまたはステアリングホイールに装着されて、該ステアリングホイールの振動を低減するステアリング用ダイナミックダンパにおいて、切欠き又は凹所が形成されたマス部材と、該マス部材とは別体形成されて両端部に第一及び第二の固定部材が加硫接着されたバネ部材とを用い、該第一の固定部材を該マス部材の該切欠き又は該凹所に固定して該バネ部材の一方の端部側を該マス部材における該切欠き又は該凹所に収容位置せしめると共に、該第二の取付部材を前記ステアリングコラムまたは前記ステアリングホイールに固着されるブラケットに固定することにより、該ブラケットに対して該マス部材を該バネ部材で弾性的に支持せしめて副振動系を構成し、更に、かかる副振動系を互いに独立して複数設けて、それら複数の副振動系の少なくとも一つの固有振動数を20〜30Hzのアイドリング振動周波数にチューニングすると共に、それら複数の副振動系の他の少なくとも一つの固有振動数を30Hzより大きなステアリング系の固有振動数にチューニングして、且つ、前記第一の固定部材および前記第二の固定部材として第一の金属プレートおよび第二の金属プレートを採用して、前記バネ部材の一方の端部を該第一の金属プレートに加硫接着すると共に他方の端部を該第二の金属プレートに加硫接着する一方、外側マス部と内側マス部を互いに重ね合わせて前記マス部材を構成すると共に、該内側マス部の該外側マス部に対する重ね合わせ面側に該第一の金属プレートを固着せしめて、該バネ部材における該第一の金属プレートに固着された端部側の周りを取り囲むようにして該内側マス部を配設することにより、該外側マス部と該内側マス部で協働して前記凹所を形成したことを、特徴とする。
【0013】
すなわち、本発明者等は、従来では認識されていなかったステアリング系の振動を詳細に検討した結果、ステアリングホイールにおける振動低減のためには、ステアリング系の固有振動数域に加えて、アイドリング振動周波数域での振動を低減するようにチューニングした複数のダイナミックダンパを利用することが有効であることを、理論的乃至は実験的に、新たに見い出し得たのである。そして、本発明においては、ステアリング系の固有振動数とアイドリング振動周波数のそれぞれにチューニングせしめられた二つの実質的に独立した副振動系を採用したことによって、近年の自動車においても、ステアリングホイールの振動を、自動車の走行状態に応じて、安定して低減せしめ得る制振装置が実現されるに至ったのである。
【0014】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいて、前記ステアリングホイールにおける強度部材が、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属によって形成されていることを、特徴とする。このような本態様においては、ステアリングホイールの軽量化に伴って問題となり易い、アイドリング振動よりも高周波数域でのステアリングホイールの共振による振動に対しても、有効な制振効果が発揮され得るのである。
【0015】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいて、アイドリング振動周波数とステアリング系固有振動数にそれぞれチューニングした前記各副振動系における前記バネ部材を、何れも、前記ステアリングホイールの中心軸に直交する方向で剪断変形せしめられるゴム弾性体によって形成したことを、特徴とする。このような本態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいては、バネ部材が圧縮変形せしめられる場合に比して、バネ部材のばね定数を小さくすることが可能となり、マス部材の大形化やバネ部材の耐久性の低下を軽減乃至は回避しつつ、副振動系の固有振動数を、ステアリング系固有振動数やアイドリング振動周波数にチューニングすることが出来るのである。
【0016】
また、本発明の第四の態様は、前記第三の態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパであって、アイドリング振動周波数とステアリング系固有振動数にそれぞれチューニングした前記各副振動系におけるゴム弾性体において、前記ステアリングホイールの中心軸に直交する方向の断面形状を円形断面としたことを、特徴とする。このような本態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいては、例えば、ステアリングホイールの回動によってバネ部材に対する振動入力方向が変化した場合においても、副振動系の固有振動数の変化が軽減乃至は回避されて、安定した制振効果が発揮され得ると共に、互いに異なる径方向から入力される複数の振動に対しても、有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【0017】
また、本発明の第五の態様は、前記第三又は第四の態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいて、前記ブラケットと前記マス部材の対向方向において、前記ゴム弾性体の弾性主軸を、該マス部材の慣性主軸に略一致させたことを、特徴とする。このような本態様に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいては、ステアリングホイールの中心軸に直交した方向の振動入力に際してのマス部材の振動状態の安定化が図られ得るのであり、それによって、目的とする制振効果をより有効に且つ安定して得ることが可能となるのである。
【0018】
また、本態様においては、ゴム弾性体の弾性中心をマス部材の重心に近づけることが望ましく、それによって、マス部材の振動状態の更なる安定化が図られて、中心軸に直交する方向の振動入力時におけるマス部材の回転や傾動(首振り)変位が軽減乃至は防止され得ることから、目的とする制振効果を一層有利に且つ安定して得ることが可能となるのである。なお、このようにゴム弾性体の弾性中心をマス部材の重心に近づける構成は、例えば、ゴム弾性体の周りにおいてブラケット側に突出するマス部材を採用すること等によって有利に実現され得る。
【0019】
【発明の実施形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【0020】
先ず、図1には、本発明の第一の実施形態としてのステアリング用ダイナミックダンパ10が装着された振動部材としてのステアリングホイール11が示されていると共に、図2乃至4には、図1に示されたダイナミックダンパ10の単体図が示されている。
【0021】
より詳細には、ステアリングホイール11は、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属によって形成された強度部材12と、かかる強度部材表面を被覆する合成樹脂等からなる被覆層とから構成されている。また、強度部材12は、円環形状のリング部14とかかるリング部14の略中央に位置せしめられたボス部16が、複数本のスポーク18によって一体的に連結された構造とされている。そして、ボス部16は、図示しないステアリングコラムによって保持されたメインシャフトの先端に固定されるようになっており、ステアリングホイールを回動操作することによって、メインシャフトを介して車輪を操蛇し得るようになっている。即ち、本実施形態では、ステアリングホイール、メインシャフトおよびステアリングコラムと、かかるステアリングコラムに装着されたターンシグナルスイッチなどを含んで、主振動系としてのステアリング系が構成されている。そして、そのように構成されたステアリング系に対して、ダイナミックダンパ10が取付られている。
【0022】
このダイナミックダンパ10は、ステアリングホイール11の強度部材12に固着されるブラケット20に対して、マス部材としてのダンパマス22a,22bが、バネ部材としての弾性連結部材24a,24bを介して、弾性支持せしめられた構造とされており、主振動系としてのステアリング系に対する副振動系26a,26bを構成している。
【0023】
より詳細には、図2乃至4に示されている如く、ブラケット20は、金属等の硬質材によって形成されており、長手プレート形状を有する本体部28に対して、一対の固定用取付片30,30と、複数(本実施形態では4つ)の取付部34,34,34,34がそれぞれ幅方向両側に突出するようにして一体的に設けられた構造とされている。具体的には、固定用取付片30,30は、本体部28の長手方向両端部において、幅方向一方の側(図2中下側)に向かって突設されている。各固定用取付片30は、全体として略矩形平板形状を有しており、突出方向中央部分で僅かに屈曲されていると共に、その突出先端部分には、ボルト孔32が形成されている。また、取付部34,34,34,34は、本体部28の長手方向で相互に離隔した4箇所において、本体部28の幅方向一方の側(図2中上側)に向かって突設されている。各取付部34は、それぞれ略矩形平板形状を有しており、その突出先端部分には、図示しない取付孔が形成されている。
【0024】
一方、弾性連結部材24a,24bは、互いに略同一の形状及び構造を有しており、それぞれ、連結ゴム弾性体40によって相互に弾性連結せしめられた一対の固定金具38,38によって構成されている。この一対の固定金具38,38は、互いに略同一の形状とされた薄肉の矩形平板金具によって構成されており、各固定金具38の四隅には、それぞれ、ボルト挿通孔42が形成されている。そして、各固定金具38の中央部分には、貫通孔44が形成されており、かかる貫通孔44の径方向外方において、複数個の連通孔46が周方向に等間隔で離隔して形成されている。また、連結ゴム弾性体40は、全体として略一定の円形断面で軸方向にストレートに延びる中実ロッド形状を有している。この連結ゴム弾性体40は、相互に離隔して対向位置する一対の固定金具38,38の間に介在せしめられて、その軸方向両端面において、一対の固定金具38,38の対向面に対して、加硫接着されており、これにより、一対の固定金具38,38を備えた連結ゴム弾性体40の一体加硫成形品としての弾性連結部材24a,24bがそれぞれ形成されている。このような一体加硫成形品としての弾性連結部材24a,24bにおいては、連結ゴム弾性体40の軸方向両端面が、一対の固定金具38,38に設けられた貫通孔44および連通孔46の各開口部を覆うようにして、固定金具38の対向面に対して、それぞれ加硫接着せしめられていることから、連結ゴム弾性体40が、各固定金具38に設けられた貫通孔44及び複数の連通孔46を通って、各固定金具38の対向面と反対側の表面にまで延び出して配設されるようになっている。これにより、一対の固定金具38,38は、その中央部分が連結ゴム弾性体40の軸方向両端部に対して、それぞれ、埋め込まれた状態で、固着されているのであり、それによって、連結ゴム弾性体40の固定金具38,38に対する接着強度の向上が有利に図られ得る。なお、本実施形態においては、各弾性連結部材24を構成する一対の固定金具38,38は、連結ゴム弾性体40を挟んだ軸方向の投影において、略完全に重なりあうようにして、対向位置せしめられており、各弾性連結部材24が全体として対称形状となるようにされている。これにより、ブラケット20やダンパマス22に対して弾性連結部材24を取り付ける際の方向性等の問題が回避されて、弾性連結部材24の組付作業性の向上が有利に図られ得る。
【0025】
そして、このような構造とされた弾性連結部材24aは、その一方の固定金具38において、ブラケット20の長手方向一方の側(図2中右側)に設けられた二つの取付部34,34に対して重ね合わされると共に、それら取付部34,34に設けられた取付孔36,36および固定金具38の一方の側(図2中下側)に設けられたボルト挿通孔42,42に対して、取付ボルト48,48がそれぞれ螺着されることによって、ブラケット20に対して固定的に取付られるようになっている。同様に、弾性連結部材24bは、その一方の固定金具38において、ブラケット20の他方の側(図2中左側)に設けられた二つの取付部34,34に対して重ね合わされると共に、それら取付部34,34の図示しない取付孔および固定金具38の一方の側(図2中下側)に設けられたボルト挿通孔42,42に対して、取付ボルト48,48がそれぞれ螺着されることによって、ブラケット20に対して固定的に取付られるようになっている。
【0026】
また一方、このような弾性連結部材24a,24bに対して、それぞれ取り付けられるダンパマス22a,22bは、全体として厚肉の略矩形ブロック形状を有しており、鉄等の高比重な金属材によって形成されている。そして、ダンパマス22a,22bは、その高さ寸法および肉厚寸法が略同一とされている一方、幅寸法、即ち、ブラケット20の長手方向と平行な長さ寸法が、異ならされており、ダンパマス22aの幅寸法よりもダンパマス22bの幅寸法の方が大きくなるように設定されている。さらに、ダンパマス22a,22bは、それぞれ、内側マス部49と、外側マス部54から構成されている。即ち、各ダンパマス22は、その厚さ方向略中央部分において、弾性連結部材24側に配設される内側マス部49と、弾性連結部材24から軸方向外方に突出して設けられる外側マス部54に分割された構造とされており、それら内側マス部49と外側マス部54が対向面間で相互に重ねあわされてボルト固定されることによってダンパマス22が構成されるようになっている。
【0027】
より詳しくは、内側マス部49は、その幅方向中央部分において、弾性連結部材24を挟んだ幅方向両側(図2中左右方向両側)へ分割される外側分割体50および内側分割体52からなる分割構造体とされている。外側分割体50は、略矩形の厚肉平板形状を有しており、略一定の半円形断面で板厚方向に貫通すると共に、内側分割体52との対向面に開口する切欠部56が設けられている。同様に、内側分割体52は、略矩形の厚肉平板形状を有しており、略一定の半円形断面で板厚方向に貫通すると共に、外側分割体50との対向面に開口する切欠部58が設けられている。このような構造とされた外側および内側分割体50,52は、切欠部56,58が開口するそれぞれの対向面において、弾性連結部材24を幅方向(左右方向)両側から挟み込むようにして、僅かな隙間を隔てて対向位置せしめられるようになっている。ここにおいて、外側および内側分割体50,52においては、各対向面に開口する切欠部56,58が設けられていることから、かかる切欠部56,58の協働によって、外側および内側分割体50,52の対向面間に、大径の収容孔が形成されるようになっており、かかる収容孔の径方向内方に弾性連結部材24が隙間を隔てて略同心的に収容配置されるようになっている。このように、互いに対向位置せしめられた外側および内側分割体50,52は、ブラケット20から離隔した他方の固定金具38に対して、固定金具38に設けられたボルト孔42および内外側分割体52,50に設けられたボルト孔に螺着される取付ボルト60によって、ボルト固定されるようになっている。即ち、上述の如き分割構造の内側マス部49を採用したことにより、弾性連結部材24の周囲に内側マス部49を配設することが可能となるのである。
【0028】
一方、外側マス部54は、内側マス部49よりも肉厚寸法の大きな略矩形平板形状を有しており、内側マス部49に対する重ね合わせ面に開口する凹所64を備えている。そして、外側マス部54が内側マス部49に対して重ね合わされる際に、内側マス部49の表面に重ね合わされて軸方向外方に突出する固定金具38や、かかる固定金具38に螺着される取付ボルト60の頭部が、凹所64内に収容配置される。即ち、外側マス部54を内側マス部49の表面に対して接近して重ねあわせることが可能となり、外側マス部54の弾性連結部材24からの軸方向外方への突出量を抑えることが可能となる。このようにして、内側マス部49に対して重ね合わされた外側マス部54は、内側マス部49の外周縁部に設けられた複数の収容穴66から外側マス部54を貫通して延びるボルト72によって一体的に連結固定されており、これによって、ダンパマス22が構成されるようになっているのである。
【0029】
ここにおいて、本実施形態では、上述の如きダンパマス22a,22bの幅寸法が互いに異なるように設定されていることから、ダンパマス22a,22bの質量が互いに異ならされている。即ち、ダンパマス22aにおける幅方向の寸法がダンパマス22bよりも小さくされており、それによって、ダンパマス22bの質量がダンパマス22aの質量よりも大きくされている。
【0030】
そして、上述のように、ダンパマス22a,22bが弾性連結部材24a,24bを介してブラケット20に対して弾性的に連結されることにより、副振動系26a,26bが構成されているのであり、本実施形態では、副振動系26aの固有振動数がステアリング系固有振動数にチューニングされていると共に、副振動系26bの固有振動数がアイドリング振動周波数にチューニングされている。また、このように副振動系26が構成されたダイナミックダンパ10にあっては、弾性連結部材24を構成する連結ゴム弾性体40の弾性主軸とダンパマス22の慣性主軸は略一致せしめられていると共に、ダンパマス22の重心は、連結ゴム弾性体40の弾性中心に近い位置に設定されている。
【0031】
そして、上述の如き構造とされたダイナミックダンパ10は、弾性連結部材24a,24bを構成する連結ゴム弾性体40a,40bの中心軸が、それぞれ、ステアリングホイールの中心軸に対して平行となるように、ブラケット20の固定用取付部30,30に形成されたボルト孔32,32に挿通されるボルト74,74によって、ステアリングホイールの強度部材12のボス部16に対してボルト固定されて、装着されるようになっている。
【0032】
ここにおいて、上述の如き構造とされたダイナミックダンパ10は、アイドリング振動が、副振動系26bの共振作用に基づく制振効果によって低減され得ると共に、ステアリング系の固有振動が副振動系26aの共振作用に基づく制振効果によって低減され得るのであり、近年の自動車においても、ステアリングホイールの振動を、自動車の各種走行状態や停車状態に応じて、安定して低減することが出来るのである。
【0033】
また、本実施形態では、ステアリングホイールの中心軸に直交する方向、即ち、連結ゴム弾性体40a,40bの軸直角方向に主たる振動が入力されることから、連結ゴム弾性体40a,40bが剪断変形せしめられることとなって、連結ゴム弾性体40a,40bの振動入力方向でのばね定数を小さくすることが可能となる。
【0034】
それ故、本実施形態のダイナミックダンパ10は、ダンパマス22a,22bの大形化や連結ゴム弾性体40a,40bの耐久性の低下を伴うことなく、アイドリング振動やステアリング系の固有振動のような低周波数域の振動に対しても、有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【0035】
また、本実施形態では、弾性連結部材24を構成する連結ゴム弾性体40の断面形状が、ステアリングホイールの中心軸に直交する方向で円形断面とされていることから、主たる振動入力方向とされるステアリングホイールの中心軸に直交する何れの方向からの振動に対しても、有効な制振効果を発揮することが可能となる。それ故、本実施形態のダイナミックダンパ10は、例えば、ステアリングホイールの回動によって振動入力方向が変化した場合等においても、有効な制振効果を発揮することが出来るのである。
【0036】
また、本実施形態では、ダンパマス22を構成する内側マス部49における外側および内側の分割体50,52が、外側マス部54よりもブラケット20側に位置せしめられていることから、連結ゴム弾性体40の自由長とダンパマス22の質量を両立して有利に確保することが出来ると共に、ダイナミックダンパ10のコンパクト化が可能となり、それによって、ダイナミックダンパ10の装着状態下におけるダンパマス22の他の部材への干渉が有利に防止され得る。
【0037】
また、本実施形態では、ダンパマス22を構成する内側マス部49が、外側マス部54よりもブラケット20側に位置せしめられていることから、ダンパマス22の重心を連結ゴム弾性体40の弾性中心に近づけることが可能となり、それによって、安定した制振効果を発揮することが出来るのである。
【0038】
また、本実施形態では、連結ゴム弾性体40の弾性主軸がダンパマス22の慣性主軸と略一致していることから、ステアリングホイールの中心軸に直交した方向の入力振動に際してのマス部材の振動状態の安定化が図られ得るのであり、それによって、目的とする制振効果を安定して得ることが出来るのである。
【0039】
因みに、上述の如き構造とされたダイナミックダンパ10を、ステアリングホイールに取り付けて、加速度±0.29Gで周波数スイープ加振した場合のステアリングホイールの振動状態を測定した結果を、実施例1として、図5に示す。また、ダイナミックダンパを装着していないステアリングホイールと、ステアリングホイールに対して一つのマス部材を一つのバネ部材で弾性的に支持せしめて一つの副振動系を構成したステアリングホイールの固有振動周波数域にチューニングした従来構造のダイナミックダンパについても、それぞれ、同様な測定試験を行い、それらの測定結果を比較例1および比較例2として、図5に併せ示す。
【0040】
図5に示された測定結果から明らかなように、従来構造のダイナミックダンパ(比較例2)は、ダイナミックダンパが装着されていない場合(比較例1)において問題となっていた振動周波数:Aの振動に対しては、有効な制振効果を発揮していることが認められるが、ダイナミックダンパを装着したことにより、かかる振動周波数:Aの振動の低周波側(振動周波数:B)と高周波側(振動周波数:C)に新たな振動が、それぞれ、発現することが認められる。そして、これら振動周波数:B,Cが、近年の自動車において、それぞれ、アイドリング振動周波数およびステアリング系固有振動数に略一致することとなり、従来構造のダイナミックダンパを装着することによって、アイドリング振動周波数およびステアリング固有振動数では、ダイナミックダンパを装着しない場合よりも振動状態が悪化することが認められる。ここにおいて、本発明に従う構造とされたダイナミックダンパ10(実施例1)においては、比較例1で問題となっていた振動周波数:Aの振動に対して有効な制振効果が発揮されていると共に、比較例2で問題となっていたアイドリング振動周波数に相当する振動周波数:Bの振動およびステアリング系固有振動数に相当する振動周波数:Cの振動に対しても、それぞれ、有効な制振効果を発揮していることが認められる。
【0055】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【0056】
例えば、前記第一の実施形態に示されているようなダブルマスタイプの場合において、一つのマス部材が複数のバネ部材を介してブラケットに対して弾性的に支持せしめられる構成を採用することも可能である。また、トリプルマスタイプを採用することも可能である。更に、一つのマス部材が複数個のバネ部材を介して弾性支持せしめられる場合には、バネ部材の個数は限定されるものではないが、3個以上としてもよい。
【0059】
また、前記実施形態では、マス部材の重心がゴム弾性体の弾性中心の近くに設定されていたが、このような設定は必ずしも必要ではない。
【0060】
また、本発明において採用されるマス部材やバネ部材は、装着スペースや目的とする制振効果が発揮される振動周波数域等を考慮して設定,変更されるものであって、前記実施形態のものに限定されず、例えば、多角形断面を有するバネ部材や円形断面を有するマス部材を採用することも可能であり、それに伴って、ブラケットの形状を変更することも勿論可能である。
【0061】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更,修正,改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【0062】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされたステアリング用ダイナミックダンパにおいては、互いに独立した複数の副振動系を設けて、それら複数の副振動系の少なくとも一つをアイドリング振動周波数にチューニングすると共に、それら複数の副振動系の他の少なくとも一つをステアリング系固有振動数にチューニングすることにより、近年の自動車においても、ステアリングホイールの振動を、自動車の走行状態や停車状態に応じて、安定して低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態としてのステアリング用ダイナミックダンパが取り付けられたステアリングホイールを概略的に示す図である。
【図2】図1に示されたステアリング用ダイナミックダンパの単体図である。
【図3】図2に示されたステアリングホイール用ダイナミックダンパの断面図であり、図4におけるIII−III断面に相当する図である。
【図4】図3におけるIV−IV断面図である。
【図5】本実施形態のステアリングホイール用ダイナミックダンパの振動加速度の周波数特性の測定結果を、比較例と共に示すグラフである。
【符号の説明】
10 ダイナミックダンパ
20 ブラケット
22 ダンパマス
24 弾性連結部材
26 副振動系
Claims (7)
- 自動車のステアリングコラムまたはステアリングホイールに装着されて、該ステアリングホイールの振動を低減するステアリング用ダイナミックダンパにおいて、
切欠き又は凹所が形成されたマス部材と、該マス部材とは別体形成されて両端部に第一及び第二の固定部材が加硫接着されたバネ部材とを用い、該第一の固定部材を該マス部材の該切欠き又は該凹所に固定して該バネ部材の一方の端部側を該マス部材における該切欠き又は該凹所に収容位置せしめると共に、該第二の取付部材を前記ステアリングコラムまたは前記ステアリングホイールに固着されるブラケットに固定することにより、該ブラケットに対して該マス部材を該バネ部材で弾性的に支持せしめて副振動系を構成し、更に、かかる副振動系を互いに独立して複数設けて、それら複数の副振動系の少なくとも一つの固有振動数を20〜30Hzのアイドリング振動周波数にチューニングすると共に、それら複数の副振動系の他の少なくとも一つの固有振動数を30Hzより大きなステアリング系の固有振動数にチューニングして、且つ、
前記第一の固定部材および前記第二の固定部材として第一の金属プレートおよび第二の金属プレートを採用して、前記バネ部材の一方の端部を該第一の金属プレートに加硫接着すると共に他方の端部を該第二の金属プレートに加硫接着する一方、外側マス部と内側マス部を互いに重ね合わせて前記マス部材を構成すると共に、該内側マス部の該外側マス部に対する重ね合わせ面側に該第一の金属プレートを固着せしめて、該バネ部材における該第一の金属プレートに固着された端部側の周りを取り囲むようにして該内側マス部を配設することにより、該外側マス部と該内側マス部で協働して前記凹所を形成したことを特徴とするステアリング用ダイナミックダンパ。 - 前記ステアリングホイールにおける強度部材が、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽金属によって形成されている請求項1に記載のステアリング用ダイナミックダンパ。
- アイドリング振動周波数とステアリング系固有振動数にそれぞれチューニングした前記各副振動系における前記バネ部材を、何れも、前記ステアリングホイールの中心軸に直交する方向で剪断変形せしめられるゴム弾性体によって形成した請求項1又は2に記載のステアリング用ダイナミックダンパ。
- アイドリング振動周波数とステアリング系固有振動数にそれぞれチューニングした前記各副振動系におけるゴム弾性体において、前記ステアリングホイールの中心軸に直交する方向の断面形状を円形断面とした請求項3に記載のステアリング用ダイナミックダンパ。
- 前記ブラケットと前記マス部材の対向方向において、前記ゴム弾性体の弾性主軸を、該マス部材の慣性主軸に略一致させた請求項3又は4に記載のステアリング用ダイナミックダンパ。
- 前記第一の金属プレートおよび前記第二の金属プレートには通孔が形成されており、該通孔を通じて前記バネ部材の端部が該第一の金属プレートおよび該第二の金属プレートの裏面まで回されることにより、該バネ部材の端部が該第一の金属プレートおよび該第二の金属プレートの表面と裏面の両面に対して加硫接着されている請求項1乃至5の何れか一項に記載のステアリング用ダイナミックダンパ。
- 前記外側マス部には前記内側マス部の重ね合わせ面に開口する外側マス凹所が形成されていると共に、該内側マス部の内周縁部が該外側マス凹所の周縁部から内方に突出せしめられており、この内側マス部の突出した内周縁部に対して前記第一の金属プレートの外周縁部が重ね合わせられて固着されていると共に、該第一の金属プレートの裏面に加硫接着された前記バネ部材が該外側マス凹所に収容されている請求項6に記載のステアリング用ダイナミックダンパ。
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